Izochorinis procesas

Vaizdo šaltinis / Getty Images

Izochorinis procesas yra a termodinaminis procesas kuriame tūris išlieka pastovus. Kadangi tūris yra pastovus, sistema neveikia ir W = 0. („W“ yra darbo santrumpa.) Tai turbūt lengviausia valdyti termodinaminius kintamuosius, nes jį galima gauti įdėjus sistemą į sandarią konteineris, kuris nei plečiasi, nei susitraukia.

Pirmasis termodinamikos dėsnis

Norėdami suprasti izochorinį procesą, turite suprasti pirmąjį termodinamikos dėsnį, kuris teigia:

„Sistemos vidinės energijos pokytis yra lygus skirtumui tarp šilumos, kuri į sistemą pridedama iš aplinkos, ir sistemos atliekamo darbo aplinkoje.

Taikant pirmasis įstatymas termodinamikos šioje situacijoje, pastebėsite, kad:

delta-nuo delta- IN yra vidinės energijos pokytis ir K yra šilumos perdavimas į sistemą arba iš jos, matote, kad visa šiluma ateina iš vidinė energija arba ima didinti vidinę energiją.

Nuolatinis tūris

Galima dirbti su sistema nekeičiant tūrio, kaip maišant skystį. Kai kurie šaltiniai tokiais atvejais vartoja „izochorinį“ kaip „nulinį darbą“, nepaisant to, ar pasikeitė tūris, ar ne. Tačiau daugumoje paprastų programų į šį niuansą atsižvelgti nereikės – jei garsumas išlieka pastovus viso proceso metu, tai yra izochorinis procesas.

Skaičiavimo pavyzdys

Tinklalapis Atominė energija , nemokama, pelno nesiekianti internetinė svetainė, kurią sukūrė ir prižiūri inžinieriai, pateikia skaičiavimo, apimančio izochorinį procesą, pavyzdį.

Tarkime, kad idealiose dujose yra izochorinės šilumos. In an idealios dujos , molekulės neturi tūrio ir nesąveikauja. Pagal Idealiųjų dujų įstatymas , spaudimas kinta tiesiškai priklausomai nuo temperatūros ir kiekio ir atvirkščiai apimtis . Pagrindinė formulė būtų tokia:

pV = nRT

kur:

• p yra absoliutus dujų slėgis
• n yra medžiagos kiekis
• T yra absoliuti temperatūra
• IN yra tūris
• R yra idealioji arba universalioji dujų konstanta, lygi sandaugai Boltzmanno konstanta ir Avogadro konstanta
• K yra mokslinė santrumpa Kelvinas

Šioje lygtyje simbolis R yra konstanta, vadinama universalia dujų konstanta kuri turi tą pačią reikšmę visoms dujoms – būtent R = 8,31 Džaulis / apgamas K.

Izochorinį procesą galima išreikšti idealiųjų dujų dėsniu taip:

p/T = konstanta

Kadangi procesas yra izochorinis, dV = 0, slėgio-tūrio darbas lygus nuliui. Pagal idealiųjų dujų modelį vidinę energiją galima apskaičiuoti taip:

∆U = m c_in∆T

kur turtas c_in(J/molis K) vadinamas specifinė šiluma (arba šiluminė talpa) esant pastoviam tūriui, nes esant tam tikroms ypatingoms sąlygoms (pastoviam tūriui) jis susieja sistemos temperatūros pokytį su šilumos perdavimo būdu pridedamu energijos kiekiu.

Kadangi sistemoje ar sistemoje nėra jokio darbo, pirmasis termodinamikos dėsnis diktuoja ∆U = ∆Q. Todėl:

Q = m c_in∆T